[发明专利]双波长耗散孤子锁模激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光技术领域，特别是涉及一种双波长耗散孤子锁模激光器。 

背景技术

多波长锁模脉冲光纤激光器能够同时在不同波长上产生超短脉冲，这在光传感、光学测量、微波光子学、光信号处理、太赫兹波产生和波分复用光传输系统等都有着非常重要的应用。而基于非线性偏振旋转锁模双波长光纤激光器由于其结构简单和紧凑，近年得到了广泛的关注，其输出的双波长脉冲可以应用于泵浦-探测实验，相比主动锁模双波长光纤激光器、双波长锁模蓝宝石激光器、超短脉冲宽谱滤波和双注入锁模双波长激光器等这些基于主动锁模或者在固体激光器中取得双波长脉冲技术，基于非线偏振旋转被动锁模光纤激光器直接产生双波长脉冲将是一种潜在的产生双波长的简单而直接的方法。 

目前双波长非线性偏振旋转锁模脉冲激光器主要是基于掺饵光纤激光器，但是近几年双波长掺镱非线性偏振旋转锁模激光器也引起了人们的广泛关注及研究。相比于掺饵多波长脉冲激光器，掺镱脉冲光纤激光器其增益光纤具有从800nm到1100nm的较宽吸收谱和975nm到1200nm宽的发射谱，其不存在激发态的吸收、浓度淬灭以及多声子跃迁等消激发过程，可采用多种泵浦源进行泵浦，并且有利于实现宽范围的波长可调谐和超短脉冲输出。目前双波长掺镱偏振旋转锁模光纤激光器主要用于空间通信、光传感、光谱分析以及光学测试等领域，有着广泛的应用前景。 

目前，对于双波长偏振旋转锁模掺镱光纤激光器国内外鲜有研究及报道。2011年，Xiaojun Zhou等人报道了，空间耦合的全正色散环形腔中 插入一个长周期的相移光栅作为光谱滤波器，非线性偏振旋转锁模获得最大输出功率530mW，脉冲能量25.76nJ，锁模重频2.499MHz，脉宽310ps，输出光谱中心波长在1033nm和1046.6nm，该系统采用空间耦合方式，耦合效率比较低，且空间耦合设备体积庞大，系统稳定性差不便于实际应用。 

因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新的提出一种有效的措施，以满足实际应用的需求。 

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明采用双端泵浦方式，以新型的高掺杂掺镱磷酸盐光纤作为增益光纤，全光纤环形腔结构，腔内插入带通滤波器，采用偏振旋转锁模方式实现了稳定的双波长激光输出。 

为了解决上述问题，本发明提供一种双波长耗散孤子锁模激光器，包括波分复用器、增益光纤、隔离器与耦合输出元件，其特征在于，还包括带通滤波器、第一偏振控制器与第二偏振控制器，所述波分复用器、所述增益光纤、所述带通滤波器、所述第一偏振控制器、所述隔离器、所述第二偏振控制器与所述耦合输出元件按光纤顺序连接构成全光纤环形腔，所述增益光纤的长度为其既有四能级起振又有三能级起振的长度，通过所述带通滤波器对脉冲输出光谱的抑制作用，实现中心波长在980nm和1000nm的激光输出。 

优选的，所述带通滤波器为中心波长是980nm的带通滤波器，其两端采用熔接方式分别与所述波分复用器以及所述第一偏振控制器相连，所述带通滤波器为980nm光束提供附加的振幅调制作用，切削全正色散腔中被展宽成啁啾宽脉冲的脉冲边带，窄化脉冲；耗散孤子脉冲由所述带通滤波器产生。 

优选的，所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器均为嵌入式的偏振控制器，通过调节所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器的压力及偏转角度以实现锁模。 

优选的，所述增益光纤为掺镱光纤，其采用熔接方式与所述波分复用 器相连，所述掺镱光纤选用高掺杂的普通掺镱光纤、掺镱磷酸盐光纤、或以石英为基质的掺镱光纤。 

优选的，所述耦合输出元件为偏振分束器，其两端分别与所述第二偏振控制器以及所述波分复用器相连；所述偏振分束器的分光比为3：7，光束经偏振分束器分束后，30%的信号光被耦合输出，70%的信号光被保留继续传输。 

优选的，还包括泵浦光源，所述泵浦光源的输出端与所述波分复用器的输入端相连，调节波分复用器以增加泵浦光束输出的光功率，所述泵浦光源为915nm半导器激光器。 

优选的，所述泵浦光源的数量与所述波分复用器的数量相同。 

优选的，所述泵浦光源包括第一泵浦光源与第二泵浦光源，所述波分复用器包括第一波分复用器与第二波分复用器，所述第一泵浦光源的输出端与所述第一波分复用器的输入端相连，所述第二泵浦光源的输出端与所述第二波分复用器的输入端相连。 

优选的，所述第一波分复用器与所述第二波分复用器分别设置在所述增益光纤的两端，并且采用熔接方式分别与所述增益光纤相连。